培优考点练：第4节 机械效率（解析版）

第4节机械效率目录题型分组练TOC\o"1-3"\h\u 2题型01有用功和额外功 2题型02机械效率 4创新拓展练 17链接中考 23新题速递 26

题型分组练题型01有用功和额外功1．小明同学骑着一辆自行车，从山脚A匀速骑行至半山腰B，AB间水平距离为1000m，高度差为20m，则骑车上山过程中做的有用功最接近（

）A． B． C． D．【答案】B【详解】小明同学骑车上山的过程中，克服人和自行车的重力做的功是有用功。小明同学与一辆自行车的总重力约750N，克服重力上升的高度为20m，则小明骑车上山过程中做的有用功最接近故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。2．如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），分别测得各拉力为F1、F2、F3如图所示，则（）A．利用机械丙提升M时省力B．使用机械乙和机械丙，所做的有用功不相同C．使用机械乙和机械丙，所做的额外功不相同D．使用机械乙的机械效率更高，拉力的做功功率也更高【答案】C【详解】如图甲，拉力F1直接提升物体，拉力等于重力，忽略绳重，只需克服物体重力做有用功设提升高度为h，拉力做的有用功甲图不做额外功，效率为100%；乙图通过定滑轮提升物体，拉力，需克服物体重力做有用功和克服摩擦做额外功，有用功与甲图相等，做的总功额外功机械效率丙图通过动滑轮提升物体，拉力，需克服物体重力有用做功和克服摩擦及动滑轮重做额外功，有用功与甲图相等，丙图总的总功丙图做的额外功机械效率结合三个图，通过以上分析可知；A．利用机械提升M时不能省力，反而费力，故A不符合题意；B．使用机械乙和机械丙，所做的有用功相同，故B不符合题意；C．使用机械乙和机械丙，所做的额外功不相同，，故C符合题意；D．使用机械时，不可避免地要做额外功，因此不使用机械效率最高；使用机械乙和甲相比较，乙的机械效率更高，题中没有说明三个图提升物体的速度大小，无法比较拉力的做功功率的大小，故D不符合题意。故选C。3．如图所示，用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m，拉力分别为、，此过程相关数据如图所示。已知将物体M、N匀速提升1m所用时间相等，下列有关此过程的说法中，不正确的是（）A．拉力 B．拉力的功率相同C．动滑轮对M、N做的功相同 D．M、N的重力大小相等【答案】B【详解】A．由图可知，甲滑轮组中，承担物重的绳子股数为，乙滑轮组中承担物重的绳子股数为，由题意可知，两物体被提升的高度相同，则甲、乙两个滑轮组中，绳子自由端移动的距离分别为，由右图可知，两滑轮组做的总功分别为，由可得，拉力，因此拉力。故A正确，不符合题意；B．已知将物体M、N匀速提升1m所用时间相等，，由可知，拉力的功率，故B错误，符合题意；CD．动滑轮对物体做的功为有用功，由图表可知，，因此动滑轮对M、N做的功相同，因滑轮组对物体提升的高度相同，由可知，M、N的重力大小相等，故CD正确，不符合题意。故选B。4．如图所示，在斜面上将一个重8N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力5N，斜面长、高，则拉力所做的功为J；忽略弹簧测力计的重力和空气阻力，则斜面对物体的摩擦力为N。【答案】31【详解】[1]拉力所做的功为[2]重物被提升过程中所做的有用功为额外功斜面对物体的摩擦力为题型02机械效率5．下列关于功率、机械效率的说法，正确的是（）A．功率大的机械，机械效率一定高B．定滑轮在实际使用中，机械效率可达到100%C．功率大的机械一定比功率小的做功快D．越省力的机械，机械效率一定越高【答案】C【详解】A．功率是表示做功快慢的物理量，机械效率是有用功与总功的比值，两者无必然联系，比如大功率机器可能额外功多，机械效率低，故A错误；B．定滑轮使用时，要克服绳与轮间的摩擦做额外功，总功，有用功小于总功，机械效率，故B错误；C．功率的物理意义就是表示做功的快慢，功率大的机械，单位时间内做的功多，一定比功率小的做功快，故C正确；D．机械省力与否由结构决定（如杠杆的力臂关系，滑轮组的绳子段数等），机械效率由有用功和总功的比值决定，比如省力的动滑轮，要克服动滑轮重力做额外功，机械效率不一定高；费力的镊子，额外功少，机械效率可能高，故D错误。故选C。6．《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。借助辘轳汲水时，下列有关说法正确的是（）A．汲水时克服水重和桶重做的功是有用功B．使用质量更大的水桶，可以提高辘轳的机械效率C．增加水桶中水的重量，可以提高辘轳的机械效率D．通过技术改良，可以将辘轳的机械效率提高到100%【答案】C【详解】A．有用功是指对人们有价值的功，借助辘轳的目的是汲水，故克服水的重力所做的功是有用功，故A错误；B．提水桶所做的功是额外功，用质量更大的水桶，增大了额外功，在有用功不变时，由可知，辘轳的机械效率将降低，故B错误；C．增加水桶中水的重量，即增加所做的有用功，在额外功不变时，由可知，可以提高辘轳的机械效率，故C正确；D．借助辘轳汲水时，必须要做额外功，则有用功总小于总功，由可知，机械效率总小于100%，故D错误。故选C。7．如图所示的两个滑轮组，图中每只滑轮的重量都相同，现分别用它们将同一物体匀速提升到一定的高度，在不计绳重及摩擦的情况下，下列关于两装置中所用动力与，机械效率与相比较，正确的是（）A．； B．；C．； D．；【答案】D【详解】滑轮组的动力公式为，其中n是承担物重的绳子段数。甲滑轮组中，n甲=2，则；乙滑轮组中，n乙=3，则。因此，F甲>F乙。机械效率公式为。由于提升的是同一物体（G物相同），且动滑轮重力相同（G动相同），因此，故D正确，ABC错误。故选D。8．两台机械完成的有用功之比W1∶W2=2∶3，它们的机械效率分别是η1=60%，η2=75%，则两台机械所做的总功之比为（）A．5∶6 B．6∶5 C．8∶15 D．15∶8【答案】A【详解】设两台机械所做的总功分别为、，根据公式可知，两台机械所做的总功之比为，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。9．科技馆里有一种升降座椅，小明和小刚体验后画出如图所示的原理图。若小明重600N，小刚用250N的拉力使小明在3s的时间内匀速上升0.5m（不计绳重和摩擦），下列说法不正确的是（）A．所做有用功为300J B．该滑轮组的机械效率为80%C．拉力做功的功率为125W D．换轻质动滑轮，机械效率降低【答案】D【详解】A．当小明坐在升降座椅上，小刚用的拉力将重600N的小明匀速拉高，该过程中的有用功，故A正确，不符合题意；B．由图可知，此装置中绳子的有效段数，小刚拉力端移动距离这个过程做的总功小刚拉动升降座椅装置时的机械效率，故B正确，不符合题意；C．拉力做功的功率，故C正确，不符合题意；D．不计绳重和摩擦，克服动滑轮重及椅重做的功为额外功，该升降座椅装置的机械效率，由上式知，换用轻质动滑轮，动滑轮的重力减小，故该升降座椅装置的机械效率变大，故D错误，符合题意。故选D。10．工人把一块长的木板搭在高的车尾（衔接部分忽略不计），把重的木箱从底端匀速推到车厢，如图所示，所施加推力为，下列说法错误的是（）A．使用斜面的目的是为了省力 B．工人做有用功为C．斜面的机械效率为 D．使用斜面的目的是为了省功【答案】D【详解】A．使用斜面的目的是为了省力，但费距离，故A正确，不符合题意；B．工人做的有用功故B正确，不符合题意；C．推力做的总功斜面的机械效率故C正确，不符合题意；D．由功的原理可知，使用任何机械都不省功，故D错误，符合题意。故选D。11．如图所示，在水平地面上，工人用滑轮组拉动重750N的物体做匀速直线运动，物体所受摩擦力是物重的0.2倍，工人的拉力F为100N，该滑轮组的机械效率是%。【答案】75【详解】物体水平方向做匀速直线运动。水平方向物体受到的拉力与摩擦力是对平衡力，滑轮组对物体的拉力由图可知，滑轮组绳子段数，该滑轮组的机械效率是12．如图所示，小海用一个动滑轮提着重物向上做匀速直线运动。若不计绳重及摩擦，小海用此装置拉动不同物体匀速上升时，测出拉力和物重的大小并画出二者的关系图像；当物重为时，此滑轮的机械效率是。【答案】80%【详解】如图，动滑轮绳子股数为2；由图像可知，当物体重力时，绳子自由端的拉力，因为不计绳重和摩擦，所以动滑轮的重力当物重为时，滑轮的机械效率13．小亮看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到物理课上学过的知识，提出了以下两个问题：（1）斜面越缓越省力，是不是机械效率越高呢？（2）对于同一个滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高；对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？为了解决以上问题，小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究，记录的部分实验数据如下表：(1)表格中缺少2个数据，请补充完整（保留一位小数）。(2)在实验操作过程中，应沿斜面向上拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向移动（选填“左”或“右”）。实验次数斜面倾角物重G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η（%）①45°10.70.910.977.8②30°10.50.710.50.771.4③30°20.51.4111.4(3)通过对比实验①②的数据，得出的结论是：斜面越缓越力，机械效率越。(4)通过对比实验的数据（选填实验次数），得出的结论是：对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力。【答案】(1)0.771.4(2)匀速左(3)省低(4)②③无关【详解】（1）[1][2]第一组数据中的有用功第三组数据中斜面的机械效率（2）[1][2]做匀速直线运动时，物体受到的力平衡，弹簧测力计的示数才稳定，便于读数。在实验操作过程中，应沿斜面向上匀速拉动木块；斜面的倾斜角靠长木板下面的木块左右移动来改变，木块向左移动倾斜角变大，木块向右移动倾斜角变小。（3）[1][2]由①②两组数据可知，斜面倾斜角不同，所用拉力不同，其机械效率也不同，第②组实验中斜面倾角小，拉力小，斜面机械效率低，可以得到当其它条件一定时，斜面越缓越省力，机械效率越低。（4）[1][2]要得出斜面机械效率与所拉物体重力之间的关系应控制其它条件不变而改变物重，表格中②③两组数据符合。由②③两组数据可知，其它条件相同时，改变物体的重力，斜面的机械效率不变，故可得结论：对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力无关。14．提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。实验次数钩码的重力G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η120.10.900.374.1%240.11.500.388.9%340.11.250.4440.21.500.688.9%(1)实验时应沿竖直方向缓慢向上拉动弹簧测力计；(2)分析表中数据可知：第3次实验是利用了图的装置完成的，此时其机械效率=；(3)比较2、4两次实验数据，可验证猜想Ⅰ是（选填“正确”或“错误”）的；(4)通过比较（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；生活中以下三种提高效率的方法，与此原理相同的是方法。方法一：鼓励人们“拼车”出行方法二：用新材料减轻汽车重力方法三：汽车保持良好的润滑(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越（选填“高”或“低”）。【答案】(1)匀速(2)丙80%(3)错误(4)1、2一(5)低【详解】（1）实验时应沿竖直方向匀速缓慢向上拉动弹簧测力计，这样才能保证弹簧测力计示数稳定，以方便读数。（2）[1]由表中数据可知，第3次实验中，钩码移动的距离为0.1m时，绳子端移动的距离为0.4m，则绳子的股数为4，即与动滑轮相连的绳子股数n=4，所以是利用图丙的装置完成的。[2]第3次实验中，有用功为总功为此时其机械效率（3）对比2、4的数据发现，其它条件不变，只改变物体提升的高度，机械效率是不变的，所以猜想Ⅰ是错误的。（4）[1]要想得到同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高的结论，需要保证滑轮组不变，重物提升的高度也不变，只改变重物的重力，所以表中1、2号实验符合条件。[2]方法一：增加单次运输的人数（相当于增大“物重”），减少额外功占比，提高运输效率，与“增大物重提高机械效率”原理相同；方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来增加机械效率的，与增大有用功的原理不同；方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑，提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦(减小额外功)来增大机械效率，与增大有用功的原理不同。（5）对比2、3次实验可以发现，重物的重力不变，提升的高度也不变，但滑轮组中动滑轮的个数增多了，且动滑轮个数越多（动滑轮总重变大），机械效率越低，所以可得结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。15．用如图所示滑轮组匀速提升重为350N的物体，人的体重为500N，人对绳子的拉力为200N，不计绳重和摩擦，求：(1)动滑轮重力。(2)滑轮组的机械效率。(3)如果绳子能承受的最大拉力是800N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组提升重物的最大机械效率。【答案】(1)50N(2)(3)【详解】（1）由图可知，动滑轮上的绳子段数为，不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力（2）滑轮组的机械效率（3）因为人的重力，小于绳子能承受最大拉力是，所以使用滑轮组时人向下的最大拉力等于人自身的重力，即不计绳重和摩擦，根据可得，滑轮组能提升的最大物重由（2）的解析可知，滑轮组的最大机械效率16．如图所示，在拉力的作用下，重为的物体沿水平地面向左匀速直线移动了。已知滑轮组的机械效率为80%，求：(1)拉力做的总功；(2)物体与水平地面摩擦力的大小。【答案】(1)(2)【详解】（1）由图可知，该滑轮组有2段绳子承担对物体的拉力，即拉力F移动的距离为拉力F做的总功为（2）根据公式可知，有用功为因为物体在水平地面上匀速直线移动，所以滑轮组对物体的拉力等于物体受到的摩擦力，有用功是克服摩擦力做的功，即因此物体与水平地面摩擦力为17．如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点，工件移动了。拉动过程中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积，工人对地面的压强为；此工人的质量为，两个动滑轮的质量共为，绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求：(1)工人的手对绳的拉力大小F；(2)拉力的功率P1；(3)工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小f；(4)滑轮组在此次工作中的机械效率η。【答案】(1)(2)(3)(4)【详解】（1）对工人进行受力分析，工人受到竖直向下的重力，竖直向上的地面支持力和绳子对人向上的拉力。工人的重力工人对地面的压力由于力的作用是相互的，地面对工人的支持力工人处于静止状态，受力平衡，则绳子对人向上的拉力工人的手对绳的拉力F与绳子对人向上的拉力是一对相互作用力，大小相等，所以工人的手对绳的拉力大小（2）由图可知，拉动工件的滑轮组分为两部分。竖直部分的滑轮组，承担动滑轮和负载的绳子段数为4，水平部分的滑轮为定滑轮，不省力也不省距离。绳子自由端移动的距离拉力F做的总功拉力的功率（3）竖直滑轮组中两个动滑轮的总重力不计绳重和摩擦，竖直滑轮组对水平绳子的拉力T等于其负载。根据滑轮组的省力公式可得水平方向的滑轮是定滑轮，只改变力的方向，不省力。工件做匀速直线运动，受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等。所以，地面对工件的摩擦力（4）在此次工作中，克服工件摩擦力做的功为有用功。有用功在第（2）问中已求出总功滑轮组的机械效率18．某起重机的滑轮组结构如图所示，它将重的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，用时100s。若拉力的功率始终为6kW，提升过程克服钢丝绳、外壳吊钩重及摩擦等做的功为，每个滑轮均相同。求：(1)拉力做的总功W总；(2)本次起重过程中滑轮组的机械效率；(3)每个滑轮的重力。【答案】(1)；(2)80%；(3)2000N【详解】（1）根据功率公式，可得拉力做的总功（2）提升钢板所做的有用功滑轮组的机械效率（3）额外功总计额外功包括克服动滑轮重力做的功W动和克服钢丝绳、外壳吊钩重及摩擦等做的功W其他，由题意知，，则克服动滑轮重力做的功由图可知，该滑轮组有两个动滑轮，动滑轮上升的高度与物体提升的高度相同，即h动=h，设每个滑轮的重力为G滑轮，则克服动滑轮重力做的功W动=2G滑轮h，所以每个滑轮的重力19．质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，绳所能承受的最大拉力为800N，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。（）(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是；(2)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率；(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少。【答案】(1)物重(2)120W(3)88.9%【详解】（1）已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，则影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重。（2）货物上升运动的速度为由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=3，所以，钢绳自由端移动的速度为根据可得，拉力的功率为（3）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率为解得；已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力为由可得，提升的最大物重为则滑轮组的最大机械效率为20．小深想把一个重1600N的物体搬到高2m的车厢里，为了省力，他找了一块长5m的硬木板，搭在车厢上（衔接处的长度忽略不计），如图甲所示。小深用力把物体拉至车厢上，物体沿木板移动距离s与拉物体所用时间t的图像如图乙所示，则：(1)30s内做的有用功是多少？(2)若物体与木板间的摩擦力为160N，斜面的机械效率是多少？(3)30s内拉力的功率是多少？（保留一位小数）【答案】(1)3200J(2)80%(3)133.3W【详解】（1）30s内做的有用功为（2）克服摩擦力做的额外功为拉力做的总功为斜面的机械效率为（3）由图乙可知，拉动物体所用的时间拉力的功率为21．如图所示，OA是一个质量分布均匀的杠杆，O是支点，B是OA的中点，在B点悬挂一个重为的重物。用方向竖直向上，大小恒为25N的拉力F将杠杆从图中甲位置匀速提升到乙位置，重物上升的高度为0.3m，A点上升高度为0.6m。求：(1)拉力F做的有用功是多少？(2)该过程杠杆的机械效率是多少？(3)若不计绳重和摩擦，杠杆自身的重力是多少？【答案】(1)12J(2)80%(3)10N【详解】（1）力F做的有用功（2）由三角形相似可知力F移动的距离总功杠杆的机械效率（3）若不计绳重和摩擦，克服杠杆自身的重力做的功是额外功，额外功杠杆重心上升的高度与重物上升高度相同，杠杆自身的重力创新拓展练22．使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为的物体，弹簧测力计的示数为，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍，克服绳重和轮与轴间摩擦做功20J。下列说法不正确的是（

）A．该滑轮组中有两个定滑轮和一个动滑轮B．绳子自由端拉力的速度C．动滑轮重力为D．该滑轮组的机械效率为66.7%【答案】D【详解】A．从图中可以看出，该装置由三个滑轮组成，地面上的滑轮和最上方的滑轮，其轴的位置是固定不动的，属于定滑轮，中间的滑轮，其轴随物体一起运动，属于动滑轮，因此，该滑轮组中有两个定滑轮和一个动滑轮，故A正确，不符合题意；B．由图可知，承担动滑轮的绳子段数，物体在10s内移动1m，则绳子自由端移动的距离为绳子自由端拉力的速度为故B正确，不符合题意；C．拉力做的总功为物体的重力为物体所受的摩擦力为物体克服摩擦力做的功为有用功，即克服动滑轮重力做的额外功为动滑轮移动的距离等于物体移动的距离，即动滑轮的重力为故C正确，不符合题意。D．该滑轮组的机械效率为故D错误，符合题意。故选D。23．如图为在建跨度拱桥的简图，钢绳1通过滑轮拉着重为800N的桥面材料，若某段时间内将桥面材料竖直上升了0.1m，其中滑轮A重为200N，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（

）A．使用滑轮A可以改变力的方向B．使用滑轮B可以省力C．钢绳1的拉力为400ND．钢绳1拉动的滑轮组机械效率为80%【答案】D【详解】AB．观察简图，滑轮A下端连接着桥面材料，随桥面材料的上升而上升，所以滑轮A是动滑轮，动滑轮可以省力，不可以改变力的方向；滑轮B固定在桥墩柱子上，是定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，不能省力；故AB错误；C．滑轮A所在滑轮组绳子段数有2段，钢绳1自由端拉动桥面材料上升的过程中，既提升了桥面材料，还提升了滑轮A，所以钢绳1自由端的拉力，故C错误；D．钢绳1自由端拉动桥面材料上升的过程中，做的有用功滑轮A所在滑轮组绳子段数有2段，钢绳1自由端移动的距离钢绳1自由端的拉力F为500N，则钢绳1自由端拉力做的总功为则滑轮组的机械效率故D正确。故选D。24．用如图所示的动滑轮，先后将两个不同重物匀速提升相同高度，两次做功的情况如图所示，第一次的额外功为600J，不计绳重和摩擦，则（）A．第一次提升重物时机械效率较低B．第二次提升重物时做的额外功较多C．先后两次提升重物的重力之比为7∶12D．先后两次提升重物的有用功之比为12∶7【答案】D【详解】A．有用功和总功的比值等于机械效率，由图可知，第一次动滑轮的机械效率是80%，第二次动滑轮的机械效率是70%，所以第一次提升重物时机械效率较高，故A不符合题意；B．不计绳重和摩擦，使用动滑轮提升重物，额外功是克服动滑轮重力做的功，两次使用相同的动滑轮，克服动滑轮做的功相同，额外功相同，故B不符合题意；CD．第一次的额外功为600J，第一次额外功20%，总功为有用功两次额外功相同，第二次额外功30%，总功为有用功因为，且提升的高度相同，则故C不符合题意，D符合题意。故选D。25．某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验装置如图所示：OB为粗细均匀的杠杆，C为OB的中点，，在A点用轻质绳悬挂总重为6N的钩码，在B点用轻质绳竖直挂于弹簧测力计，竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升0.2m（保持O点位置不变，且O点摩擦不计），在此过程中弹簧测力计的读数始终为2.4N。则杠杆的机械效率为（保留一位小数），杠杆的重力为N。若将弹簧测力计由B点移到D点，仍将钩码提升至刚才的高度，此时的机械效率将（选填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】83.3%0.8不变【详解】[1]如图所示，弹簧测力计上升后位置记为B'，此时A、C点移动到A'、C'，则点B'到OB的垂直距离为s=0.2m点A'到OB的垂直距离则A点悬挂的钩码提升的高度为h，杠杆所做的有用功弹簧测力计的拉力做的功是总功，则做的总功故杠杆的机械效率[2]此过程中，杠杆重心上升的高度杠杆提升重物时，做的额外功杠杆提升重物时，由于用到的是轻质绳，且不计O点摩擦，故杠杆所做的额外功是克服杠杆的重力做功，则杠杆受到的重力[3]将弹簧测力计由B点移到D点，由于仍将钩码提升至刚才的高度，则钩码上升的高度不变，因此克服钩码重力做的功不变，即有用功不变，杠杆上升后的位置也不变，因此杠杆上升的高度也不变，因此克服杠杆自身的重力所做的功也不变，总功等于克服钩码重力做的功（有用功）加上克服杠杆自身的重力所做的功（额外功），因此杠杆做的总功也不变，则有用功和总功都不变，故此时的机械效率不变。26．如图所示，A、B两物体质量相等，在平行于斜面的推力F作用下，若只将A物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为60%；若只将B物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为90%；则将A、B两物体一起从底部匀速推至顶部时，机械效率为。【答案】72%【详解】设斜面的高度为h，根据题意可知，A、B两物体的质量相等，由可知，它们所受的重力相等，克服物体所受摩擦力做的功为额外功，则所做的有用功为

①机械效率为

②由①②可得，推动A时所做的额外功为推动B时所做的额外功为将A、B两物体一起从底部匀速推至顶部时，额外功不变，则推动A、B两物体时的机械效率27．图甲是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的总重力为35N。某次操作中，将重405N的泥土以0.4m/s的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图像如图乙所示。（细绳的质量忽略不计，取g=10N/kg）求：(1)拉力F做功的功率；(2)利用该装置此次提升泥土的机械效率；(3)在提升泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功。【答案】(1)180W(2)90%(3)30J【详解】（1）根据图乙可知，拉力F所做的功W与时间t成正比，说明拉力的功率是恒定的。从图中任取一点，当时间t=4s时，拉力做的功W=720J拉力F做功的功率为（2）提升泥土的有用功功率为拉力F做功的功率为总功率，即该装置的机械效率为（3）设泥土被提升的高度为h=3m。在此过程中，拉力F做的总功为做的有用功为克服动滑轮和筐的总重力做的额外功为拉力F做的总功等于有用功、克服动滑轮和筐的总重力做的额外功以及克服摩擦力做的功之和。所以，克服摩擦力做的功为28．施工队利用图甲所示海上打捞平台装置打捞物体，使用电动机和滑轮组将物体从海底竖直匀速吊起。见图乙，物体到水面的距离为30m，A、B、C、D四个点是物体从海底竖直向上匀速吊起过程经过的4个位置。图丙是物体所受拉力F随时间t变化的图像。(1)此时物体受到的重力是N，物体浸没在水中时受到的浮力是N；(2)求物体从A点到B点吊起过程中的速度；(3)物体从A点被匀速提升到B点的过程中，电动机提供给滑轮组绳子自由端的动力为，求滑轮组的机械效率。（结果保留1位小数）【答案】(1)(2)1m/s(3)83.3%【详解】（1）[1]由图丙可知，当时间时，物体已完全离开水面，在空气中做匀速直线运动。此时物体处于平衡状态，绳子对物体的拉力F与物体的重力G是一对平衡力，大小相等。所以物体的重力为[2]由图丙可知，在0~30s内，物体完全浸没在水中做匀速直线运动，此时绳子对物体的拉力。物体在水中受到竖直向下的重力G、竖直向上的拉力和浮力F浮的作用，处于平衡状态，所以有，物体浸没在水中时受到的浮力为（2）由图乙和图丙可知，物体从A点到B点的过程（即完全浸没在水中的过程）所用时间为，上升的高度为。物体从A点到B点吊起过程中的速度为（3）由图甲可知，该滑轮组由2段绳子承担动滑轮和物体，即。在A到B的过程中，滑轮组对物体的拉力这是有用功对应的力，电动机提供给绳子自由端的动力，这是总功对应的力。滑轮组的机械效率为链接中考31．（2025·山东潍坊·中考真题）如图甲所示，电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为的货物，电动机的输出功率恒为。内货物运动的路程随时间变化关系如图乙所示，货物被提升的高度为。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则内（）A．斜面对货物的支持力做功为B．电动机对绳子的拉力为C．货物受到斜面的摩擦力为D．滑轮组的机械效率为【答案】C【详解】A．支持力的方向垂直于斜面向上，而货物的运动方向是沿斜面向上，支持力与货物的运动方向相互垂直。根据功的计算公式W=Fs，当力的方向与物体运动方向垂直时，力对物体不做功，即支持力做的功为0J，故A不符合题意；B．由图乙可知，10秒内货物匀速移动了4m，因为滑轮组由4段绳子拉动物体，所以绳子自由端移动的距离s绳=4s物=4×4m=16m电动机的输出功率P=240W，整个过程的时间t=10s，可先计算出电动机做的总功W总=Pt=240W×10s=2400J再根据功的计算公式W=Fs，变形可得电动机对绳子的拉力故B不符合题意；C．货物的重力G=900N，被提升的高度h=2m，克服货物重力所做的功为有用功W有=Gh=900N×2m=1800J因为不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，所以额外功仅来自克服货物与斜面之间的摩擦力，即W额=W总－W有=2400J－1800J=600J额外功是克服摩擦力所做的功，其计算公式为W额=fs物，变形可得摩擦力故C符合题意；D．机械效率η是有用功与总功的比值，机械效率故D不符合题意。故选C。32．（2025·江苏淮安·中考真题）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的物体，所用拉力F=100N，经过2s物体上升0.2m，拉力F做的功为J，拉力F做功的功率为W。此过程中定滑轮的机械效率为。【答案】2010【详解】[1]图中为定滑轮，绳子自由端移动距离为则拉力F做的功为[2]拉力F做功的功率为[3]有用功为则定滑轮的机械效率为33．（2025·四川泸州·中考真题）小兴学习了简单机械后，设计了如图所示的装置，粗糙斜面长1m、高0.5m，滑轮组位于斜面顶端，不计绳重、滑轮重、滑轮的摩擦，各段绳子均与斜面平行。她把重为24N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，用时10s，弹簧测力计示数为5N，则对物体做的有用功为J，绳子末端拉力做功功率为W，物体受到斜面的摩擦力大小为N。【答案】121.53【详解】[1]对物体做的有用功为[2]由图可知，滑轮组有效绳子段数，绳子末端移动的距离是绳子末端拉力做功则绳子末端拉力做功功率为[3]额外功为则物体受到斜面的摩擦力34．（2025·山东淄博·中考真题）家电“国补”政策拉动了消费，给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机，由于楼梯、电梯空间不足，工人师傅采取室外吊装方式上楼。已知电视机及包装箱总重720N，竖放时与水平地面的接触面积为。吊装时工人师傅用滑轮组在100s内将包装箱匀速提高20m，示意图如图所示。每个滑轮重80N，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求：(1)拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强；(2)拉力F的功率；(3)滑轮组的机械效率。【答案】(1)(2)160W(3)90%【详解】（1）拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强（2）由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数n=2。不计绳重及摩擦，作用在绳子自由端的拉力为在100s内，绳子自由端移动的距离s=nh=2×20m=40m拉力F所做的总功拉力F的功率（3）提升包装箱所做的有用功滑轮组的机械效率新题快递35．（2025·山东泰安·三模）工人利用如图甲所示的滑轮组提升质量为10kg、边长为10cm的正方体物体，他用拉力F拉绳，F随时间变化的图像如图乙所示，物体的速度v随时间t变化的关系图像如图丙所示，滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为200N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，g取10N/kg。以下说法正确的是（

）A．在内动滑轮对重物做的功为260JB．在内物体对地面的压强为3000PaC．使用此滑轮组能匀速提起重为590N的物体D．若匀速提升另一物体时机械效率为80%，则提升的物体重力为100N【答案】B【详解】A．由图丙可知，在2~3s内，物体做匀速运动，物体上升的速度，物体这段时间内上升的距离为物体的重力为在内动滑轮对重物做的有用功为，故A错误；B．由图甲可知，承担重物绳子段数，不计绳重及摩擦，在内，物体做匀速运动，由图乙知，此时绳端拉力，由得，动滑轮重力由图乙知，在内，拉力，把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到竖直向下的总重力、竖直向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态，重物对地面的压力等于地面对重物的支持力重物对地面的压强，故B正确；C．滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为，由图甲可得，使用此滑轮组能匀速提起